يمكن أن يصل مفهوم الدفع الراديكالي لوكالة ناسا إلى الفضاء بين النجوم في أقل من 5 سنوات: ScienceAlert

يمكن لنظام الدفع المقترح حديثًا أن يرسل نظريًا مركبة فضائية ثقيلة إلى خارج حدود نظامنا الشمسي في أقل من 5 سنوات – وهو إنجاز استغرق مسبار فوييجر 1 التاريخي 35 عامًا لتحقيقه.

المفهوم المعروف باسم الدفع “شعاع بيليه”، على منحة ناسا المبكرة 175000 دولار أمريكي لمزيد من التطوير في وقت سابق من هذا العام.

لكي نكون واضحين ، المفهوم حاليًا غير موجود بشكل يتجاوز الحسابات على الورق ، لذلك لا يمكننا أن نتحمس كثيرًا حتى الآن.

ومع ذلك ، فقد جذب الانتباه ليس فقط بسبب قدرته على نقلنا إلى الفضاء بين النجوم خلال عمر الإنسان – وهو شيء مثل الصواريخ التقليدية التي تعمل بالوقود الكيميائي. لا تستطيع – ولكن أيضًا لأنها تدعي أنها تستطيع القيام بذلك باستخدام الحرف اليدوية الأكبر حجمًا.

“يفحص هذا الاقتراح بنية الدفع الجديدة للنقل السريع للحمولات الثقيلة (1 طن وأكثر) عبر النظام الشمسي والوسط النجمي ،” يشرح الباحث الرئيسي وراء الاقتراح، مهندس الطيران أرتور دافويان من جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس.

استوحى مفهوم الحبيبات جزئيًا من اختراق Starshot مبادرة ، والتي تعمل على نظام الدفع “الشراع الخفيف”. بمساعدة ملايين الليزر ، سيكون المسبار الصغير قادرًا نظريًا على الإبحار إلى Proxima Centauri المجاور في غضون 20 عامًا فقط.

يبدأ الاقتراح الجديد بفكرة مماثلة – إلقاء الوقود على صاروخ بدلاً من تفجيره من صاروخ واحد – ولكنه يبحث في كيفية تحريك الأجسام الكبيرة. بعد كل شيء ، ليس بالضرورة أن يكون المسبار الصغير هو ما نحتاجه إذا أردنا يومًا ما استكشاف أو استعمار عوالم خارج نظامنا الشمسي بأنفسنا.

للعمل ، يتطلب نظام الدفع المفاهيمي مركبتين فضائيتين – واحدة تنطلق للفضاء بين النجوم ، والأخرى تدور في مدار حول الأرض.

ستطلق المركبة الفضائية التي تدور حول الأرض شعاعًا من الجسيمات الدقيقة الدقيقة على المركبة الفضائية بين النجوم.

ستكون تلك الجسيمات تسخينها بالليزر ، مما يؤدي إلى ذوبان جزء منها في البلازما مما يسرع الكريات أكثر ، وهي عملية تعرف باسم الاستئصال بالليزر.

يمكن أن تصل تلك الكريات 120 كم / ثانية (75 ميل / ثانية) وإما اصطدم بشراع المركبة الفضائية بين النجوم أو صد أ المغناطيس بداخله، مما يساعد على دفع المركبة الفضائية إلى سرعات هائلة تسمح لها بالخروج من الغلاف الشمسي – فقاعة الرياح الشمسية حول نظامنا الشمسي.

“باستخدام شعاع الحبيبات ، يمكن الوصول إلى الكواكب الخارجية في أقل من عام ، 100 وحدة فلكية [astronomical unit] في حوالي 3 سنوات وعدسة الجاذبية الشمسية عند 500 وحدة فلكية في حوالي 15 عامًا ، ” يقول دافويان.

بالنسبة إلى السياق ، يمثل الاتحاد الأفريقي ، الذي يرمز إلى “الوحدة الفلكية” ، تقريبًا المسافة بين الأرض والشمس ، أو حوالي 150 مليون كيلومتر (93 مليون ميل).

استغرق مسبار فوييجر 1 35 عامًا من السفر للعبور إلى الفضاء بين النجوم في عام 2012 ، على بعد 122 وحدة فلكية تقريبًا.

وفقًا للتوقعات الحالية ، يمكن لمركبة فضائية ذات حُبيبات تزن طنًا واحدًا أن تفعل الشيء نفسه في أقل من 5 سنوات.

دافويان أوضح لمات ويليامز من يونيفرس توداي في فبراير الماضي ، اتخذ فريقه نهج الحبيبات ، بدلاً من مجرد استخدام الليزر مثل مشاريع الشراع الأخرى ، لأن الحبيبات يمكن دفعها بواسطة ليزر منخفض الطاقة نسبيًا.

في توقعاتهم الحالية ، يمكن استخدام شعاع ليزر بقوة 10 ميغاواط فقط.

“على عكس شعاع الليزر ، لا تتباعد الحبيبات بسرعة ، مما يسمح لنا بتسريع مركبة فضائية أثقل” ، أخبر دافويان ويليامز.

“الكريات أثقل بكثير من الفوتونات ، وتحمل المزيد من الزخم ويمكن أن تنقل قوة أعلى إلى مركبة فضائية.”

بالطبع ، كل هذا مجرد تكهنات في الوقت الحالي. لكن المرحلة الأولى من منحة ناسا للمفاهيم المبتكرة والمتقدمة (NIAC) ستساعد.

كان المشروع واحد من 14 التي تم تمويلها في هذه المرحلة المبكرة ، وستكون الخطوة التالية هي إظهار إثبات المفهوم باستخدام التجارب.

“في جهد المرحلة الأولى ، سنثبت جدوى مفهوم الدفع المقترح من خلال إجراء نمذجة مفصلة للأنظمة الفرعية المختلفة لهندسة الدفع المقترحة ، ومن خلال إجراء إثبات لمفهوم الدراسات التجريبية ،” يقول دافويان.

سوف نتابع التقدم عن كثب.